文章编号:1007—5570(2002)03-0056-04贵州省汞污染防治与生态恢复瞿丽雅(贵州省环境科学研究设计院,贵州贵阳 550002)摘要:主要介绍贵州省汞污染地区的污染现状,并对生态恢复和防治进行了探讨。
关键词:汞污染;防治中图分类号:X57 文献标识码:AThe pollution and prevention of mercury in Guizhou ProvinceQU Li -ya(Guizhou Research and Design Institute of Environmental Sciences ,Guiyan g ,Guizhou 550002,China )A bstract :The article probes into mercury pollution and prevention status in quo in Guizhou area .Key words :mercur y ;pollution ;control0 引言贵州这块特殊山地下,蕴藏着十分丰富的矿产资源。
汞矿储量、产量均居全国第一,贵州磷矿储量居全国第二,煤炭储量居全国第五。
贵州总人口有3755.72万人(2000年统计),国内生产总值(GDP )为993.53亿元,居全国第26位,职工平均工资6840元/年,居全国第25位,经济基础薄弱,正处于速度效益型经济阶段,随着社会经济的快速发展,对自然资源的开发利用力度加大,而污染物排放量的速度增加,对环境的压力不断扩大,破坏程度为之加深,环境污染和生态的破坏制约了经济和社会发展,环境形势十分严峻。
贵州汞污染环境在全国十分典型,造成汞污染主要有三个方面:⑴汞资源的开采与冶炼;⑵能源煤炭的利用;⑶化工工业生产中汞的流失。
最终均造成生态环境人为的破坏,土壤遭受重金属及汞污染。
在污染源周边,生态农业的发展、恢复,变得十分困难。
尽管如此,加强汞污染防治,加强污染地区的环境管理,采取一定的控制措施显得十分必要。
1 汞对环境的污染1.1 汞矿的开采与冶炼贵州某汞矿据不完全统计,40年来在汞的开采冶炼中,共排放废气202.4亿m 3,含汞量为109～304mg /m 3,含汞废水5192万m 3,含汞量为0.09～11.86m g /L ,含汞废渣426万m 3,含汞量为0.5～1.35mg /kg ,顶盛时期由于生产工艺的不完善,年生产上千吨汞的同时,也向周边环境以废气排放为主,年排放了近100t 的汞(当时的工艺条件所致)。
废气的沉降给周边土壤带来了极大威胁,土壤中含56收稿日期:2002-05-21基金项目:贵州省科技“九五”攻关重点项目 第20卷第3期2002年8月 贵州师范大学学报(自然科学版)Journal of Guizhou Normal University (Natural Sciences )Vol .20.No .3Aug 2002汞量可达371mg/kg。
废水使河中鱼、虾绝迹。
废渣堆积成山,一遇瀑雨,顺流而下,淹没农田,抬高河床,水流不畅,造成恶性循环。
1996年7月的瀑雨就淹没农田几十亩。
就1997年的调查表明,汞矿周边的耕作土壤被污染后,粮食作物在不同程度上含汞量与其他地区相比偏高,被调查作物中高于国家食品卫生标准(GB2762-81)的占78%。
饮用水在被调查水源中有18%的水源含汞量超过国家饮用水标准(GB5749-85),有82%的水源含汞量超过国家地表水标准(GB3838-88),特别一提的是居住在该矿冶炼厂周边1000m左右的大气环境空气含汞量,在生产时间超过W HO的大气环境建议值的4.7倍,参看表1。
随着市场经济的发展和自然调节,近两年该汞矿生产已走入低谷,年生产量在100t左右,缩小了生产规模,人们便利用周边的环境空地进行农作,可面临的是残留的汞碴侵蚀土地,还将存在着气沉降和碴中存留的汞,对农作的污染。
表1 汞矿废渣概况万m3时间(20世纪)冶炼渣采矿废石尾矿合计渣浸水含汞量/(mg/L)＊50年代73.9314.1488.0760年代75.1417.8993.0370年代88.0438.69126.7380年代16.4528.0360104.4690年代1.792.401014.190.0166～0.0244 ＊:农用灌溉水标准GB5084-92总汞标准为:0.001mg/L。
表2 汞矿周边土壤、大气和作物的含汞量mg/kg 大气/(mg/m3)土壤作物284.4245.40.0261408347.50.0251507371.90.122493.8259.30.022484.066.680.008300＊ 5～15＊＊ ≤0.02＊＊ ＊:WHO建议值[1],＊＊:国家标准值[5][6]。
表3 复垦土壤及作物的含汞量采样位置土壤含汞量/(mg/kg)作物含汞量/(mg/kg)渣坝下＊123玉米0.123渣堆上188大米0.307GB4284-84 5～15＊＊ ≤0.02＊＊ ＊:已8年未用的废弃渣坝及渣堆。
＊＊同上。
1.2 能源燃煤带来的汞污染煤炭在贵州资源非常丰富,集中在贵州西部地区,储量为江南之冠,含煤层占全省面积的28%。
随着经济的发展,全省总装机容量(火力发电)在17万kW·h以上的大、中型电厂就有十多个,年火力发电量为225.03亿kW·h,年用煤量在1368.00万t(2000年的统计)。
贵州煤中含汞量在0.15～1.6mg/kg范围,加权平均含汞量在0.34mg/kg。
如果用煤量不变,所有的煤汞均向大气中扩散,则每年就火力发电,由电厂的烟囱向大气排放近4.65t 的汞到环境中。
西部大开发,贵州发展重点在于火力发电,开发煤炭矿产资源,这就意味着汞的排放量随着发电需求量的增加而排放量增加。
为评价电厂烟囱排放的状况,我们于1997～1998年在电厂周边进行了大气采样。
结果表明,随着烟囱距离增加,大气中汞的含量随即降低,冬季取暖期比夏季非取暖期大气中汞的含量要高3～25倍,见表4。
57 第3期 瞿丽雅:贵州省汞污染防治与生态恢复 表4 贵阳电厂周边大气中汞的含量μg/m3采样时间对照点距烟囱距离50m150m1000m2000m非取暖期14.322.419.917.220.3取暖期15.456595.864.2100 ＊距烟囱的距离。
采样布点按冬季、夏季的主风向进行。
取暖期与非取暖期降水中的汞浓度也有一定的差别,取暖期是非取暖期的1～5倍(见表5)。
表5 不同地点冬季与夏季降水中的汞浓度比较地点号取暖期非取暖期(μg/L)相差倍数10.1700.132120.4800.097530.1160.098140.1140.0831 由于大气沉降和降水,对周边土壤的含汞量也有一定影响。
周边土壤A层的含汞量高于全国土壤背景值A层含汞量22倍,高于贵州土壤背景值A层含汞量13倍(见表6)。
表6 电厂周边土壤的含汞量mg/kg 土层＊电厂周边全国土壤背景值贵州土壤背景值A1.4600.0650.110B0.457 A层:0～20cm;B层:20～50cm1.3 化工工业中的汞污染由于贵州省有机化工总厂醋酸生产工艺中采用汞作触媒(见图1),在约27年的生产过程中,从大气和废水流失汞的总量大约在100t以上,造成周边环境的严重汞污染(土壤中含汞量可高达723 mg/kg,见表7)。
H2O Hg100℃ 蒸溜 O2电石乙炔稀乙醛浓乙醛醋酸 H2SO4图1 醋酸生产工艺生产流程图特别应该一提的是:该厂排放废水的下游是流经我市的长江水系的上游———猫跳河流域。
通过三年多贵州省环境保护科学研究所和日本JICA调查团的环境污染调查,证实清镇地区受汞污染的土壤有117.4hm2,土壤中含汞量在4.71～723mg/kg 范围,而15.0mg/kg以下的仅占调查18.5%,必须紧急处理的土壤按地区分布含汞量均在200mg/kg 以上,为66hm2。
并且,粮食(大米含汞量在0.03～0.13mg/kg范围,还含一定的甲基汞,国家食品标准为0.02mg/kg,并不得检出甲基汞)已受到污染。
调查结果表明,越靠近污染源居住的人群,其头发中含汞量越高,污染土壤也随离污灌渠的距离越远,含汞量有所降低。
表7 贵州省有机化工总厂灌区土壤汞污染概况地 点山背后青 龙新 寨花 园地质队五颗坟电 站青山坡备 注197897.743.857.9600.840均值198881.3826.2024.607.415.7309.3501.610均值1996164.412.94抽样值1998557.1723.7177.8313.17.50056.90100.565.50抽样值GB4284-845～155～155～155～155～155～155～155～15(国标) 污染土壤中的汞能在没有水的条件下向大气中散发,在有水的条件下溶出,成为二次污染源。
大面积土壤中的汞,溶出后将会扩散污染,侵入水体和水生生物(表7)。
在该厂排放废水口的下游,拥有猫跳河流域中的一个面积为319km2的人工湖———百花湖。
该湖是一个发电、饮用、养殖业和灌溉等多功能水库。
库中的鱼含汞量在0.16～0.96mg/kg(湿重),库中的底泥含汞量在19.7～62.1mg/kg。
这个地区居住着462.579人,农业人口为267.087人,占总人口的79.36%,农作的依靠唯一的是土地,不得不引起调查人员足够的重视。
2 污染防治综上所述,如果按照目前的状况,贵州要承受来自资源的开发和利用,所带给环境的汞污染问58 贵州师范大学学报(自然科学版) 第20卷 题,典型区域大面积的土壤受汞侵蚀,造成作物中的含汞量高于国家卫生标准,为保护人体健康,提高生活环境质量,防止食物链给周边居民带来不利因素,必须采取防治措施。
我省是高原山区,典型的喀斯特地貌。
岩溶地区坡度大,土层薄,虽降雨丰富而因落水洞、竖井、岩溶泉等使地表水迅速转入地下,农作受到一定影响,可耕土壤有限。
在调查中所有土壤均为可耕作土壤,含汞量在GB15618 -1995标准以上(1.5mg/kg)。
这些土壤的改良十分困难。
近几年来,国内外多采用的土壤重金属污染治理方法措施有:(1)工程措施;(2)生物措施;(3)农业措施;(4)改良措施四大类。
由于土壤、污染物及地域的复杂性,其治理不仅见效慢、费用高,而且受到多种因素的制约。
汞污染防治工作者曾在20世纪80年代末,采用生物措施对汞污染土壤进行改良。
在被汞污染的土壤上种植苎麻,利用该植物具有一定吸附汞的能力来降解土壤中汞浓度,并且避开了食物链的影响。
经过研究,在土壤总汞浓度小于130mg/kg时,苎麻的产量和产品质量不受影响。